Создание удвоенных гаплоидов Oryza sativa L. с геном устойчивости риса к пирикуляриозу Pi-b на российском Дальнем Востоке

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследование проводили с целью получения удвоенных гаплоидов с геном Pi-b для селекции риса. В результате гибридизации между дальневосточными сортами и образцом Oxy 2x (носитель гена Pi-b) создано 13 гибридов F1 в шести гибридных комбинациях: Садко×Oxy 2x, Луговой×Oxy 2x, Дарий 23×Oxy 2x, Алмаз×Oxy 2x, удвоенный гаплоид (Дон 4237×Долинный)×Oxy 2x, Ханкайский 429×Oxy 2x. Для перевода в константное гомозиготное состояние исходных растений доноров F2 применяли технологию андрогенеза in vitro. Предварительно отобраны 35 гибридных растений, несущих аллель устойчивости гена Pi-b. В культуру in vitro ввели 10246 пыльников риса. Каллусообразование наблюдали у 25 из 35 гибридов F2. Самое высокое калусообразование отмечали у гибридных растений Луговой×Oxy 2x – 9,33 % и Ханкайский 429×Oxy 2x – 27,50 %, в среднем по всей выборке оно было низким – 2,45 %, что нехарактерно для дальневосточных генотипов. Регенерацию наблюдали на каллусах 7 гибридов риса 4 гибридных комбинаций: Дарий 23×Oxy 2x, Садко×Oxy 2x, Ханкайский 429×Oxy 2x и Луговой×Oxy 2x. По результатам ПЦР-анализа из 63 удвоенных гаплоидов отобрано 33 растения с аллелем устойчивости гена Pi-b. На вегетационной площадке посеяли 44 линии удвоенных гаплоидов, из которых 3 не взошли. Коллекционный образец Oxy 2x, обладающий прочным креплением зерновки на оси метелки, вступая во взаимодействие с локусами других сортов, ответственных за этот признак, дает осыпающийся в разной степени фенотип в гомозиготном состоянии у удвоенных гаплоидов: 11 линий со средней степенью осыпаемости и 30 сильноосыпающихся линий. В целом общий выход исходного селекционного материала для последующих отборов в полевых условиях весьма ограничен и бесперспективен из-за осыпаемости зерновки.

Об авторах

М. В. Илюшко

Федеральный научный центр агробиотехнологий Дальнего Востока им. А. К. Чайки

Email: ilyushkoiris@mail.ru
692539, Приморский край, пoc. Тимирязевский, ул. Воложенина, 30

С. С. Гученко

Федеральный научный центр агробиотехнологий Дальнего Востока им. А. К. Чайки

692539, Приморский край, пoc. Тимирязевский, ул. Воложенина, 30

Список литературы

  1. Ковалевская В. А., Лелявская В. Н., Ковалева А. А. Устойчивость риса к пирикуляриозу в Приморском крае // Защита и карантин растений. 2013. № 5. С. 24–26.
  2. Molecular breeding strategy and challenges towards improvement of blast disease resistance in rice crop / S. Ashkani, M. Y. Rafii, M. Shabanimofrad, et al. // Frontiers in Plant Science. 2015. Vol. 5. Article 886. URL: https://www.frontiersin.org/journals/plant-science/articles/10.3389/fpls.2015.00886/full (дата обращения: 18.12.2021). doi: 10.3389/fpls.2015.00886.
  3. Current status of conventional and molecular interventions for blast resistance in rice / D. Srivastava, M. Shamim, M. Kumar, et al. // Rice Science. 2017. Vol. 24. No. 6. P. 299–321. doi: 10.1016/j.rsci.2017.08.001.
  4. Ecology of rice viruses in the south of the Russian Far East / Y. G. Volkov, N. N. Kakareka, V. F. Tolkach, et al. // Rice Research. 2024. Vol. 12. Article 409. URL: https://www.omicsonline.org/open-access/ecology-of-rice-viruses-in-the-south-of-the-russian-far-east.pdf (дата обращения: 19.02.2025). doi: 10. 4172/2375-4338.1000409.
  5. Клименкова Т. Г., Михайлик Т. А., Лелявская В. Н. Оценка сортообразцов и сортов риса на устойчивость к пирикуляриозу // Дальневосточный аграрный вестник. 2018. № 4(48). С. 67–74. doi: 10.24411/1999-6837-2018-14082.
  6. Устойчивость образцов конкурсного сортоиспытания и сортов риса Oryza sativa L. дальневосточной селекции к пирикуляриозу / М. В. Илюшко, С. С. Гученко, В. Н. Лелявская, и др. // Российская сельскохозяйственная наука. 2022. № 1. С. 19–22. doi: 10.31857/S2500262722010045.
  7. Comprehensive evaluation of resistance effects of pyramiding lines with different broad-spectrum resistance genes against Magnaporthe oryzae in rice (Oryza sativa L.) / Y. Wu, N. Xiao, Y. Chen, et al. // Rice. 2019. Vol. 12. Article 11. URL: https://thericejournal.springeropen.com/articles/10.1186/s12284-019-0264-3 (дата обращения: 15.04.2020). doi: 10.1186/s12284-019-0264-3.
  8. Molecular screening of blast resistance genes in rice germplasms resistant to Magnaporthe oryzae / Y. Loang, B. Yan, Y. Peng, et al. // Rice Science. 2017. Vol. 24. No. 1. P. 41–47. doi: 10.1016/j.rsci.2016.07.004.
  9. Влияние фертильности пыльцы гибридных растений доноров на андрогенез in vitro риса Oryza sativa L. / М. В. Илюшко, С. С. Гученко, В. Н. Лелявская и др. // Рисоводство. 2023. № 2(59). С. 6–12. doi: 10.33775/1684-2464-2023-59-2-6-12.
  10. Comparison of pathogenicity of Pyricularia oryzae under different genetic backgrounds / J. Ma, G. Zhang, A. Xin, et al. // Acta Agronomica Sinica. 2015. Vol. 41. No. 12. P. 1791–1801. doi: 10.3724/SP.J.1006.2015.01791.
  11. Distribution research of blast resistance genes Pita, Pib, Pi9 and Pikm in blast-resistance rice resources / X. Dai, Y. Yan, L. Zhou, et al. // Life Science Research. 2012. Vol. 16. No. 4. P. 340–356. doi: 10.16605/j.cnki.1007-7847.2012.04.009.
  12. Идентификация генов устойчивости к пирикуляриозу риса Pi-1, Pi-2, Pi-33, Pi-40, Pi-ta, Pi-b / О. В. Шумская, Н. Н. Вожжова, О. С. Жогалева, и др. // Зерновое хозяйство России. 2023. Т. 15. № 5. С. 30–38. doi: 10.31367/2079-8725-2023-88-5-30-38.
  13. Identification of rice blast resistance genes using international monogenic differentials / J. C. Wang, Y. Jia, J. W. Wen, et al. // Crop Protection. 2013. Vol. 45. P. 109–116. doi: 10.1016/j.cropro.1012.11.020.
  14. Blast resistance R genes pyrtamiding in temperate japonica rice / G. Orasen, R. Greco, E. Puja, et al. // Euphytica. 2020. Vol. 214. Article 40. URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s10681-020-2575-2 (дата обращения: 22.01.2021). doi: 10.1007/s10681-020-2575-2.
  15. Genetic improvement for blast resistance in high-yielding cold-tolerant rice (Oryza sativa L.) cultivar Himalaya 741 by marker-assisted backcross breeding / R. Rathour, R. Kumar, K. Thakur, et al. // 3 Biotech. 2022. Vol. 12. Article 165. URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s13205-022-03244-w (дата обращения: 25.05.2023). doi: 10.1007/s13205-022-03244-w.
  16. Илюшко М. В., Ромашова М. В., Гученко С. С. Оценка частоты внутрикаллусной изменчивости андрогенных удвоенных гаплоидов риса (Oryza sativa L.) по генам устойчивости к пирикуляриозу // Сельскохозяйственная биология. 2023. Т. 58. № 3. С. 554–566. doi: 10.15389/agrobiology.2023.3.554rus.
  17. Sarao N. K., Gosal S. S. In vitro androgenesis accelerated breeding in rice // Biotechnology of crop improvement. Switzerland: Springer, Cham. Springer International Publishing AG, 2018. Vol. 1. P. 407–435. doi: 10.1007/978-3-319-78283-6.
  18. Strategies and prospects of haploid induction in rice (Oryza sativa) / M. Kyum, H. Kaur, A. Kamboj, et al. // Plant Breeding. 2021. Vol. 141(2). URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbr.12971 (дата обращения: 11.12.2021). doi: 10.1111/pbr.12971.
  19. Exploring factors affecting anther culture in rice (Oryza sativa L.) / S. K. Tripathy, D. Swain, P. M. Mohapatra, et al. // Journal of Applied Biology and Biotechnology. 2019. Vol. 7 (02). P. 87–92. doi: 10.7324/JABB.2019.70216.
  20. Creation of rice doubled haploids resistant to prolonged flooding using anther culture / P. Kostylev, N. Kalinina, N. Vozhzhova, et al. // Plants. 2023. Vol. 3681. Article 3681. URL: https://www.mdpi.com/2223-7747/12/21/3681 (дата обращения: 13.10.2024). doi: 10.3390/plants12213681.
  21. Получение дигаплоидых линий для селекции глютинозного риса / И. А. Сартбаева, Б. Н. Усенбеков, А. Б. Рысбекова и др. // Биотехнология. 2018. Т. 34. № 2. С. 26–36. doi: 10.21519/0234-2758-2018-34-2-26-36.
  22. Aljanabi S. M., Martinez I. Universal and rapid salt-extraction of high quality genomic DNA for PCR-based techniques // Nucleic Acid Research. 1997. Vol. 25. No. 22. P. 4692–4693. doi: 10.1093/nar/25.22.4692.
  23. Ilyushko M. V. Effect of growing conditions of rice donor plants on anther culture in vitro // Journal of Agricultural Science and Technology A. 2015. Vol. 5. P. 686–694. doi: 10.17265/2161-6256/2015.08.007.
  24. Improvement of anther culture to integrate doubled haploid technology in temperate rice (Oryza sativa L.) breeding / C. Lantos, M. Jancso, A. Szekely, et al. // Plants. 2022. Vol. 11. Article 3446. URL: https://www.mdpi.com/2223-7747/11/24/3446 (дата обращения: 02.02.2023). doi: 10.3390/plants11243446.
  25. Харитонов Е. М., Гончарова Ю. К. Стерильность при межподвидовой гибридизации риса Oryza sativa L. в связи с поиском генов широкой совместимости и отнесением образцов к подвидам indica и japonica // Сельскохозяйственная биология. 2013. № 5. С. 61–68. doi: 10.15389/agrobiology.2013.5.61rus.
  26. D’Hooghvorst I., Ferreres I., Nogues S. Anther culture and chromosome doubling in Mediterranean japonica rice // Jose M. Segui-Simarro (ed.). Doubled haploid technology. Volume 1: General topics, Alliaceae, Cereals, Methods in molecular biology, 2287. Springer Science+Business Media, LLC, part of Springer Nature. 2021. P. 333–341. doi: 10.1007/978-1-0716-1315-3_19.
  27. Ляховкин А. Г. Рис. Мировое производство и генофонд. СПб: Профи-Информ, 2005. 288 с.
  28. Detection of a novel locus involved in non-seed-shattering behavior of Japonica rice cultivar, Oryza sativa «Nipponbare» / Y. Tsujimura, S. Sugiyama, K. Otsuka, et al. // Theoretical and Applied Genetics. 2019. Vol. 132. P. 2615–2623. doi: 10.1007/s00122-019-03376-3.
  29. Wu H., He Q., Wang Q. Advances in rice seed shattering // International Journal of Molecular Sciences. 2023. Vol. 24. Article 8889. URL: https://www.mdpi.com/1422–0067/24/10/8889 (дата обращения: 02.02.2025). doi: 10.3390/ijms24108889.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».